异步&等待简单的解释

简单的类比

一个人可能会等早班火车。这就是他们所做的一切，因为这是他们目前正在执行的主要任务。(同步编程(你通常做的事情!))

另一些人可能在等早班火车的时候，抽着烟，喝着咖啡。(异步编程)

什么是异步编程?

异步编程是指程序员选择在与主线程执行分开的线程上运行一些代码，然后在执行完成时通知主线程。

async关键字实际上做什么?

在方法名前加上async关键字，例如

async void DoSomething(){ . . .

允许程序员在调用异步任务时使用await关键字。这就是它所做的。

为什么这很重要?

在许多软件系统中，主线程专门用于与用户界面相关的操作。如果我正在运行一个非常复杂的递归算法，需要5秒才能在我的计算机上完成，但我在主线程(UI线程)上运行这个，当用户试图单击我的应用程序上的任何东西时，它将出现冻结，因为我的主线程已经排队，目前正在处理太多的操作。因此，主线程无法处理从鼠标点击到从按钮点击运行的方法。

什么时候使用Async和Await?

在不涉及用户界面的情况下，最好使用异步关键字。

假设你正在编写一个程序，允许用户在手机上画草图，但是每隔5秒它就会在互联网上查看天气。

我们应该等待呼叫，轮询每5秒呼叫一次网络以获取天气，因为应用程序的用户需要保持与移动触摸屏的交互以绘制漂亮的图片。

如何使用Async和Await

从上面的例子，下面是一些如何编写它的伪代码:

    //ASYNCHRONOUS
    //this is called using the await keyword every 5 seconds from a polling timer or something.

    async Task CheckWeather()
    {
        var weather = await GetWeather();
        //do something with the weather now you have it
    }

    async Task<WeatherResult> GetWeather()
    {

        var weatherJson = await CallToNetworkAddressToGetWeather();
        return deserializeJson<weatherJson>(weatherJson);
    }

    //SYNCHRONOUS
    //This method is called whenever the screen is pressed
    void ScreenPressed()
    {
        DrawSketchOnScreen();
    }

附加说明-更新

我忘了在我最初的笔记中提到，在c#中，你只能等待被包裹在任务中的方法。例如，你可以等待这个方法:

// awaiting this will return a string.
// calling this without await (synchronously) will result in a Task<string> object.
async Task<string> FetchHelloWorld() {..

你不能等待不是任务的方法，像这样:

async string FetchHelloWorld() {..

请随意查看Task类的源代码。

根据我的理解，async和await所做的主要事情之一是使代码易于编写和阅读。

它们是为了让异步代码易于编写和阅读。

这和生成后台线程来执行长时间逻辑是一样的吗?

一点也不。

//我不明白为什么这个方法必须被标记为'async'。

async关键字启用await关键字。所以任何使用await的方法都必须被标记为async。

// DoSomethingAsync()方法在5秒休眠后到达该行。难道不应该立即到达吗?

不会，因为异步方法默认情况下不会在另一个线程上运行。

//是否在后台线程上执行?

No.

你可能会发现我的async/await介绍很有用。官方MSDN文档也非常好(尤其是TAP部分)，异步团队还发布了一个很好的FAQ。

在更高的层次上:

1) Async关键字启用等待，这就是它所做的一切。Async关键字不会在单独的线程中运行该方法。beginf async方法同步运行，直到它命中一个耗时任务的await。

2)你可以等待一个返回Task或t类型Task的方法。你不能等待async void方法。

3)主线程遇到等待耗时任务或实际工作开始时，主线程返回到当前方法的调用方。

4)如果主线程看到一个仍在执行的任务在等待，它不会等待它，而是返回到当前方法的调用者。通过这种方式，应用程序保持响应性。

5)等待处理任务，现在将在线程池的独立线程上执行。

6)当这个await任务完成时，它下面的所有代码将由单独的线程执行

下面是示例代码。执行它并检查线程id

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace AsyncAwaitDemo
{
    class Program
    {
        public static async void AsynchronousOperation()
        {
            Console.WriteLine("Inside AsynchronousOperation Before AsyncMethod, Thread Id: " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            //Task<int> _task = AsyncMethod();
            int count = await AsyncMethod();

            Console.WriteLine("Inside AsynchronousOperation After AsyncMethod Before Await, Thread Id: " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

            //int count = await _task;

            Console.WriteLine("Inside AsynchronousOperation After AsyncMethod After Await Before DependentMethod, Thread Id: " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

            DependentMethod(count);

            Console.WriteLine("Inside AsynchronousOperation After AsyncMethod After Await After DependentMethod, Thread Id: " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        }

        public static async Task<int> AsyncMethod()
        {
            Console.WriteLine("Inside AsyncMethod, Thread Id: " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            int count = 0;

            await Task.Run(() =>
            {
                Console.WriteLine("Executing a long running task which takes 10 seconds to complete, Thread Id: " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                Thread.Sleep(20000);
                count = 10;
            });

            Console.WriteLine("Completed AsyncMethod, Thread Id: " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

            return count;
        }       

        public static void DependentMethod(int count)
        {
            Console.WriteLine("Inside DependentMethod, Thread Id: " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + ". Total count is " + count);
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Started Main method, Thread Id: " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

            AsynchronousOperation();

            Console.WriteLine("Completed Main method, Thread Id: " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

            Console.ReadKey();
        }

    }
}

这个答案旨在提供一些特定于ASP.NET的信息。

通过在MVC控制器中使用async/await，可以提高线程池的利用率，并实现更好的吞吐量，如下文所述。

http://www.asp.net/mvc/tutorials/mvc-4/using-asynchronous-methods-in-aspnet-mvc-4

在web应用程序中看到大量的并发请求 启动或有突发负载(并发性突然增加)， 使这些web服务调用异步将增加 应用程序的响应性。异步请求采用 处理同步请求所需的时间相同。例如, 如果一个请求进行了web服务调用，需要两秒钟才能完成 完成后，无论执行与否，请求都需要两秒钟 同步或异步。然而，在异步调用期间， 线程在运行时不会阻塞对其他请求的响应 等待第一个请求完成。因此,异步 请求阻止了请求队列和线程池的增长 调用长时间运行的操作的许多并发请求。

这里的答案可以作为await/async的一般指导。它们还包含一些关于await/async如何连接的细节。我想和大家分享一些在使用这个设计模式之前应该知道的实践经验。

术语“await”是字面意义上的，所以无论您在哪个线程上调用它，都将在继续之前等待该方法的结果。在前台线程上，这是一个灾难。前台线程承担了构建应用程序的负担，包括视图、视图模型、初始动画，以及其他任何与这些元素捆绑在一起的东西。所以当你等待前台线程时，你会停止应用程序。当什么都没有发生时，用户会一直等待。这提供了一种消极的用户体验。

你当然可以使用各种方法来等待后台线程:

Device.BeginInvokeOnMainThread(async () => { await AnyAwaitableMethod(); });

// Notice that we do not await the following call, 
// as that would tie it to the foreground thread.
try
{
Task.Run(async () => { await AnyAwaitableMethod(); });
}
catch
{}

这些注释的完整代码在https://github.com/marcusts/xamarin-forms-annoyances。参见名为AwaitAsyncAntipattern.sln的解决方案。

GitHub网站还提供了关于此主题的更详细讨论的链接。

这里所有的答案都使用Task.Delay()或其他内置的异步函数。但下面是我的例子，没有使用这些async函数:

// Starts counting to a large number and then immediately displays message "I'm counting...". 
// Then it waits for task to finish and displays "finished, press any key".
static void asyncTest ()
{
    Console.WriteLine("Started asyncTest()");
    Task<long> task = asyncTest_count();
    Console.WriteLine("Started counting, please wait...");
    task.Wait(); // if you comment this line you will see that message "Finished counting" will be displayed before we actually finished counting.
    //Console.WriteLine("Finished counting to " + task.Result.ToString()); // using task.Result seems to also call task.Wait().
    Console.WriteLine("Finished counting.");
    Console.WriteLine("Press any key to exit program.");
    Console.ReadLine();
}

static async Task<long> asyncTest_count()
{
    long k = 0;
    Console.WriteLine("Started asyncTest_count()");
    await Task.Run(() =>
    {
        long countTo = 100000000;
        int prevPercentDone = -1;
        for (long i = 0; i <= countTo; i++)
        {
            int percentDone = (int)(100 * (i / (double)countTo));
            if (percentDone != prevPercentDone)
            {
                prevPercentDone = percentDone;
                Console.Write(percentDone.ToString() + "% ");
            }

            k = i;
        }
    });
    Console.WriteLine("");
    Console.WriteLine("Finished asyncTest_count()");
    return k;
}